Dans la synthèse et la conception chimiques, la diversité des structures potentielles est à la base de l’exploration de nouveaux composés et matériaux fonctionnels, mais c’est un défi de taille pour les matériaux fonctionnels aux propriétés ciblées. La puissance de calcul des grappes hautes performances a été considérablement améliorée, ce qui a conduit à la sélection de matériaux fonctionnels hautes performances dans une base de données volumineuse - la sélection à haut débit, la recherche de la structure la plus basse de l'ensemble de la situation du premier principe - la prédiction de la structure cristalline, Il est possible de créer de nouvelles structures et d’autres méthodes d’exploration des matériaux en apprenant les caractéristiques structurelles existantes.L’équipe Pan Shilie du nouveau laboratoire de matériaux fonctionnels photovoltaïques de l’Institut de physique et de chimie du Xinjiang de l’Académie chinoise des sciences mène depuis 2011 le développement de logiciels, la conception de 1. Les études de calcul et de prévision à principes uniques fournissent des orientations pour la préparation de nouveaux matériaux.
Au cours des dernières années, l’équipe de recherche a progressé dans la prédiction de la structure cristalline et la conception rationnelle de matériaux fonctionnels, en introduisant la méthode de recherche de structure minimale d’énergie globale pour réaliser la prévision structurelle de matériaux optiques non linéaires infrarouges et optiques non linéaires ultraviolets. Dans le cas des matériaux optiques non linéaires infrarouges, les chercheurs ont d'abord introduit la méthode de recherche globale de structure d'énergie minimale permettant de rechercher la non-linéarité infrarouge avec d'excellentes performances dans le système Na-Ga-S. Matériau optique: la structure montre que le NaGaS du groupe d’espace I-42d 2Non seulement avec le matériel commercial AgGaS 2Il a un coefficient optique non linéaire relativement élevé et la conductivité thermique la plus élevée parmi les matériaux optiques non linéaires infrarouges, contribuant ainsi à des seuils de dommage laser élevés. 2Le seuil d'endommagement du laser est efficacement augmenté et les effets thermiques dus à l'absorption de deux photons sont évités.Les résultats ci-dessus ont été publiés dans le Journal de l'American Chemical Society, Inorganic Chemistry (Inorg. Chem. 2018, DOI: 10.1021 / acs.inorgchem. 8b01174). Dans les matériaux optiques non linéaires UV, il est difficile de concevoir pour répondre aux exigences des matériaux optiques non linéaires ultraviolets profonds et de produire une lumière ultraviolette profonde cohérente. Les chercheurs recherchent des structures stables à pression normale dans le système Na-Be-BO. Parmi les quatre phases ayant l’énergie potentielle la plus faible, le Na-6BO de la phase P-6 3Excellentes propriétés optiques non linéaires. Coupure UV profonde jusqu'à 171 nm, effet de doublage de fréquence et norme commerciale KDP (KH 2PO 4), et l’appariement de phase peut atteindre la région ultraviolette profonde; les résultats ci-dessus ont été publiés dans le rapport scientifique (Sci. Rep. 2016, 6, 34839). D'autre part, la distribution asymétrique des électrons est bénéfique à l'amélioration des performances optiques non linéaires.La structure riche permet d'augmenter la probabilité de découverte de composés non cardiaques.Selon les caractéristiques ci-dessus, dans le système Be-BOF, d'excellentes performances sont obtenues à pression normale. Matériau optique non linéaire UV γ-Be 2BO 3F, son seuil de coupure UV profond est aussi bas que 138 nm, son effet de doublage de fréquence est de 1,8 fois le KDP et la longueur d’onde d’adaptation de phase ultraviolette profonde atteint 152 nm, ce qui devient un cristal optique non linéaire pouvant être appliqué dans la région de l’ultraviolet profond. Chimie Inorganique (Inorg. Chem. 2018, 57, 5716).
Récemment, l’équipe a réalisé des percées en matière de conception rationnelle et a étendu la nouvelle méthode de prévision des matériaux, qui consiste à étudier la relation structure-performances et à explorer les modules fonctionnels contrôlant la réponse de performance pertinente, puis à réaliser la conception de modules et la prévision d’assemblage de nouveaux matériaux. Element est l'élément de base pour la conception de matériaux optiques non linéaires aux UV profonds, mais en raison de l'incertitude liée à la réponse de doublage de fréquence et à la réponse d'anisotropie optique, les scientifiques spécialisés dans les matériaux n'ont pas prêté grande attention à son application aux matériaux optiques non linéaires à UV profonds. Afin d'explorer le mécanisme de réponse anisotrope optique des tétraèdres, les chercheurs ont proposé une méthode d'évaluation de l'anisotropie optique tétraédrique et ont découvert qu'une déviation de l'angle tétraédrique provoquée par des cations de terres rares avec de fortes interactions covalentes est bénéfique pour les éléments tétrahédriques. Anisotropie optique: cette partie du travail a été publiée dans la revue Chemical Communications de la Royal Society of Chemistry (Chem. Commun., 2017, 53, 2818), au cours de laquelle des chercheurs ont étudié systématiquement les tétraèdres. Prédiction de l'anisotropie optique de composés et recherche de l'isotropie optique pour contrôler les motifs tétraédriques Module fonctionnel - un élément tétraédrique avec une disposition «à glissière» et une déviation angulaire.L'élément des terres rares est utilisé pour ajuster la symétrie de la structure cristalline et l'anisotropie optique dans le phosphate sans détruire le module fonctionnel. Série de matériaux optiques non linéaires aux UV profonds, dont la biréfringence est nettement améliorée par rapport aux composés non tétraédriques précédents et présente un seuil de coupure ultraviolet profond, parmi lesquels α-YSc (PO4) 2. Phosphore nécessaire à l'évaluation préliminaire des matériaux optiques non linéaires ultraviolets profonds Ce travail de conception théorique pur a été publié dans la revue universitaire internationale American Chemical Society (J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 10726).
Figure: Conception d'un nouveau cristal optique non linéaire à ultraviolets allant d'un module fonctionnel central de compoundage à un composé non cardiaque
